Дослідники розробили незвичайну камеру SpiderCam, принцип роботи якої підказали павуки-стрибуни. Пристрій створює тривимірні карти простору в реальному часі та споживає менше енергії, ніж звичайний нічник.
Про це пише Popular Science.
Нову технологію представили на конференції Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) у Денвері. Розробники надихнулися особливостями зору павуків-стрибунів, які здатні точно оцінювати відстань до об’єктів, попри крихітний мозок розміром із макове зернятко.
Секрет полягає в будові їхніх очей. На відміну від людини, павуки мають кілька шарів сітківки, які одночасно бачать об’єкти з різним рівнем фокусування.
Один шар сприймає предмет чітко, а інший — розмитим. Аналізуючи цю різницю, мозок павука визначає відстань до цілі.
«Вони постійно бачать кілька рівнів фокусування одночасно. Тому безперервно отримують пари зображень, а мозок використовує різницю в різкості для оцінки відстані», — пояснила комп’ютерна науковиця Північно-Західного університету Емма Александер.
За таким самим принципом працює і SpiderCam. Камера одночасно отримує два варіанти одного зображення з невеликою різницею у фокусуванні.
Після цього спеціальний алгоритм аналізує ступінь розмиття та майже миттєво визначає глибину простору. У результаті пристрій формує тривимірну карту навколишнього середовища в режимі реального часу.
Однією з головних переваг розробки стала її енергоефективність. Прототип SpiderCam створює карти глибини з частотою 32,5 кадра на секунду, використовуючи лише 624 мілівати енергії.
Для порівняння, більшість побутових нічників споживають понад один ват електроенергії.
Розробники зазначають, що алгоритм працює на спеціальному програмованому чипі, який оптимізований для мінімального споживання енергії.
На думку авторів проєкту, нова камера може бути особливо корисною там, де немає постійного доступу до електромережі.
Емма Александер вважає, що технологія стане у пригоді під час польових досліджень, роботи у віддалених районах, а також у системах доповненої реальності, де важливо точно визначати розташування об’єктів у просторі.
Сьогодні більшість 3D-камер використовують складні системи визначення глибини, які потребують потужних процесорів, додаткових сенсорів і значних витрат енергії.
SpiderCam може стати основою для нового покоління автономних пристроїв. Йдеться про розумні окуляри, носиму електроніку, роботів і дрони, які зможуть працювати значно довше без підзарядки.
У майбутньому команда планує вдосконалити технологію та інтегрувати її в компактних роботів і портативні гаджети.